Investigation of the mechanism of corrosion processes at high temperature  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
49839
Type F
Principal investigator Kerner, Zsolt Gábor
Title in Hungarian Magas hőmérsékleten végbemenő korróziós folyamatok mechanizmusának vizsgálata
Title in English Investigation of the mechanism of corrosion processes at high temperature
Panel Chemistry 1
Department or equivalent Institute for Energy Security and Environmental Safety (Centre for Energy Research)
Starting date 2005-01-01
Closing date 2009-12-31
Funding (in million HUF) 2.880
FTE (full time equivalent) 2.50
state closed project





 

Final report

  
Results in Hungarian
Megépítettem egy elektrokémiai mérőrendszert, amely alkalmas korróziós mérésekre 300 ºC-ig. Egy statikus PARR gyártmányú autoklávot új hőmérsékletszabályozó és biztonsági egységgel szereltem fel, gázbuborékoltató rendszert építettem, amely segítségével az autoklávban oxigénnemtes környezet biztosítható. A fedélen kialakítottam az elektromos átvezetéseket. Felszereltem egy mintaadagoló csövet. Teflon és titán béléscsöveket készítettem. Egy földfüggetlen, sokcsatornás potenciosztátot terveztem, amely segítségével a földelt autoklávtartályban nagy ellenállású oldatokban elektrokémiai mérések végezhetők.Három különböző referenciaelektródot (külső Ag/AgCl elektródot, platina elektródot és ittriummal stabilizált cirkónium-dioxid membránelektródot) teszteltem és kalibráltam egy saját készítésű H2/H+ elektródhoz képest. Meghatároztam három különböző acél (AISI 304, AISI 306, 08H18N10T) és Zr1%Nb ötvözet főbb korróziós paramétereit. Részletesen vizsgáltam Zr1%Nb halogenid-ionok által kiváltott lokális korrózióját. Meghatároztam a lokális korrózió jellemző paramétereit neutronokkal besugárzott és hélium-ionokkal implantált mintákon is. A mechanikai feszültség hatását is tanulmányoztam. A vizsgált fémeken elektrokémiai impedancia spektroszkópiás méréseket végeztem. A spektrumokat kvalitatívan jellemeztem egy Rs-(CPE,Rp) helyettesítőkör illesztésével, és részletesebben elemeztem a bolyongási modellen alapuló reakciógátolt diffúzió/migráció elmélet segítségével.
Results in English
An electrochemical measuring system was built witch can be used for corrosion measurements up to 300 ºC. A PARR static autoclave was provided with a new temperature control unit, safety device, gas bubbling apparatus (for keeping oxygen free environment), electrical feed-through, solution inlet and sampling system. Teflon and titanium linings were made and tested. A special multichannel potentiostat was designed for large solution resistance systems and grounded electrochemical cell. Three different type of reference electrode – external Ag/AgCl, internal platinum and yttrium stabilized zirconia membrane electrode – were installed, tested and calibrated against a home made H2/H+ electrode filled by electrochemically generated hydrogen. Three different stainless steels (AISI 304, AISI 306, 08H18N10T) and Zr1%Nb alloy were examined and the main corrosion properties of them were determined. The halide ion induced localized corrosion of Zr1%Nb also was investigated in the 25-300 ºC temperature range. The effect of the neutron irradiation, ion implantation and mechanical stress was detected. Electrochemical impedance spectroscopy measurements were carried out on steels and Zr1%Nb. Spectra were analyzed qualitatively by fitting of Rs-(CPE,Rp) circuit and the reaction controlled diffusion/migration model based on continuous time random walk theory was suggested for the detailed interpretation.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=49839
Decision
Yes





 

List of publications

  
Nagy, G., Kerner, Zs., Balog, J., Schiller, R: High temperature electrochemical impedance spectroscopy of metals related to light water reactor corrosion, In: R.-W. Bosch, D. Féron and J.-P. Celis (eds.), Electrochemistry in Light Water Reactors, CRC Press, Boca Raton and Woodhead Publishing Limited, Cambridge, 2007
Kerner Zs., Balog J., Nagy G.: Testing of high temperature reference electrodes for light water reactor applications, Corr. Sci. 48, 1899-1911, 2006
Kerner Zs., Horváth Á., Nagy G.: Comparative electrochemical study of 08H18N10T, AISI 304 and AISI 316L stainless steels, Electrochimica Acta 52, 7529-7537, 2007
Nagy G., Kerner Zs., Schiller R.: Interpretation of EIS data on passive steel surfaces in aqueous sulfuric acid solution in terms of carrier migration and recombination, Electrochimica Acta 53 1737-0742, 2007
Kerner Zs., Balog J., Horváth Á., Nagy G.: Electrochemical behaviour of 08H18N10T, AISI 304 and AISI 316 stainless steels, PASSIVITY-9, Paris, France, 2005
Kerner Zs., Balog J., Nagy G.: EIS and CV measurements on noble metals and stainless steels up to 300 °C, ISE meeting 2006, 27. August – 1. September, Edinburgh, UK Abstr. S8P36, 2006
Somogyi A., Kerner Zs., Balog J., Nagy G., Horváth Á.: Electrochemical methods to investigate local corrosion behavior of Zr-1%Nb, 1st Regional Symposium on Electrochemistry of South-East Europe, Rovinj, Horvátország, Abstract Book O-2-38, 2008
Kerner Zs., Balog J., Horváth Á., Somogyi A., Nagy G.: Temperature dependent corrosion properties of 08H18N10T, AISI 304 and AISI 316 stainless steels, Proc. EUROCORR 2006, Maastricht, 2006
Horváth Á., Kerner Zs., Balog J., Gillemot F., Nagy G.: Electrochemical study of the surface oxidation of 08H18N10T, AISI 304 and 316 stainless steels, Proc. 6th Symposium on « Contribution of Materials Investigations to Improve the Safety and Performance of LWRs », Fontevraud, France, 2006
Somogyi A., Kerner Z., Balog J., Nagy G.: Local corrocion behaviour of Zr-1%Nb cladding in VVER primary coolants at room and high temperature, Proc. EUROCORR 2007, Freiburg, Germany, 2007
Somogyi A., Kerner Zs., Balog J., Nagy G.: Local corrosion behaviour of Zr-1% Nb cladding in VVER primary coolants under ambient conditions and at high temperature, Eurocorr-2007, Freiburg im Breisgau, Germany, Sep 9-13, 2007, proceeding (on CD), 2007
Nagy G., Balog J., Kerner Zs., Schiller R.: Electrode impedance and bulk conductivity in terms of reaction limited diffusion, 1st Regional Symposium on Electrochemistry of South-East Europe, May 4-8, 2008, Rovinj, Croatia, Abstract Book O-1-05, 2008
Somogyi A., Kerner Zs., Balog J., Nagy G., Horváth A.: Electrochemical methods to investigate local corrosion behavior of Zr-1%Nb, 1st Regional Symposium on Electrochemistry of South-East Europe, May 4-8, 2008, Rovinj, Croatia, Abstract Book O-2-38, 2008




 

Events of the project

  
2014-01-30 13:49:10
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: Atomenergia Kutatóintézet (MTA Energiatudományi Kutatóközpont), Új kutatóhely: Energia-és Környezetbiztonsági Intézet (MTA Energiatudományi Kutatóközpont).
2011-12-09 14:46:13
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: (MTA KFKI Atomenergia Kutatóintézet), Új kutatóhely: Atomenergia Kutatóintézet (MTA KFKI Atomenergia Kutatóintézet).



Back »